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Chronik: Perseus (2012)

veröffentlicht am 16.03.2017 von Team GalaXIs

Im fünften Teil unserer Reihe berichten wir leider nicht über eine Podiumsplatzierung - Lieferprobleme und neue Ansätze lassen jedoch den belegten vierten Platz für unser Team wie einen Sieg aussehen.

Planungsphase 2012

Nach der Veröffentlichung des (vorläufigen) Regelwerks für den CaroloCup 2012 liegt jetzt der Fokus auf der Suche nach Sponsoren. Die äußerst innovative und erfolgversprechende Idee, die wir dieses Jahr umsetzten wollen, ist leider nicht mehr über die bisherigen Mittel abdeckbar. Wir sind jedoch zuversichtlich, das Projekt stemmen zu können.
Ein weiterer Punkt war bisher die Ergänzung unseres Teams, das bedingt durch Diplom- und Masterarbeiten ausgedünnt war.

Startschuss

Unser Team ist soweit vollständig, die ersten Überlegungen zum Auto werden von nun an mindestens einmal wöchentlich diskutiert. In Anbetracht des erheblichen Umbruches im Team und der Tatsache, dass wir erst Mitte bis Ende November tatsächlich mit der Arbeit an Perseus beginnen, lassen uns einiges an stressigen Nächten erwarten. Leider können wir wegen unserer äußerst innovativen und erfolgversprechenden Idee nicht das alte Fahrzeug weiternutzen. Auch den bisherigen Code werden wir voraussichtlich nur teilweise übernehmen können. Weiteres Problem könnte die Insolvenz eines Herstellers sein, von dem wir ein wesentliches Element jetzt nicht beziehen können. Das alles steigert die zu bewältigende Herausforderung. Dennoch begegnen wir dem Projekt mit einer positiven Einstellung.

Regelkonformität

Nachdem wir anfangs gewisse Bedenken bezüglich der Regelauslegung in puncto unserer Idee hatten, sind wir aber nach Nachfrage bei den Organisatoren des CaroloCups in unserer Bestrebung bestätigt worden. Die Idee wurde sogar explizit befürwortet. Zitat aus dem Schriftverkehr: ?Unsere interne Abstimmung hat ergeben, dass wir Euren Vorstoß [?] begrüßen.?

Anforderungen

Die Aufgaben, die das Fahrzeug autonom erfüllen muss, folgende drei:

  1. Autonomes Fahren auf meiner markierten Fahrbahn, wobei alle drei Markierungen auf bis zu einem Meter unterbrochen sein können.
  2. Autonomes Fahren und dabei statischen und dynamischen Hindernissen ausweichen und an Kreuzungen halten. Außerdem muss an Kreuzungen Vorfahrt gewährt werden.
  3. Paralleles Einparken auf der rechten Fahrbahnseite.

Regeländerungen zum letzten Jahr ist im wesentlichen, dass zwischen den Disziplinen keine Hardware- und Softwareänderungen stattfinden dürfen (Akkutausch und beaufsichtigte Reparaturarbeiten ausgenommen).

Technische Daten

Antrieb: Einzelradantrieb
Einparkdauer (incl. Anfahren der längsten Lücke): 6,9s
Höchstgeschwindigkeit: 30km/h
Wendekreis normal: 1m
Wendekreis mit Einzelradantrieb: 0m

Rechenleistung Blackfin BF537: ca. 500 MHz
Verarbeitete Bilder: 66-70 pro Sekunde
Bildformat: 160x120 @ 8bit Graustufen

Sensoren: Ultraschall, Infrarot, Beschleunigung, Gierrate, Rotationsencoder, Hallsensor

Timeline

Ende Oktober: 
Team Zusammengestellt
Ende November: 
Lieferung Hardwareplattform; Erste Tests nur mit Motor
Ende Dezember: 
Fahrzeug aufgebaut; per Fernbedienung steuerbar. Sämtliche Sensoren jedoch noch nicht eingebunden.
Anfang Januar: 
Beginn der Softwareentwicklung
Mitte Januar: 
1. Board abgeraucht. Altes Auto ausgeschlachtet. I²C-Bus spinnt.
Ende Januar: 
Letztes Board fertig geätzt. Eine Woche fürs Testen übrig.
Erste Februarwoche: 
Ewige Fehlersuche; 5.2.: Beginn Softwareflashen
5.-7.2. 
Parken und Rundkursrennen rudimentär implementiert; Hindernisrennen unbearbeitet
CaroloCup (7.2.) 
Zur eigenen Überraschung den vierten Platz belegt!

Impressionen


Chronik: Orion (2011)

veröffentlicht am 24.02.2017 von Team GalaXIs

Im vierten Beitrag unserer Chronik-Reihe haben wir wieder eine Podiumsplatzierung: Orion hat beim Carolo Cup 2011 den zweiten Platz belegt.

Der Cup 2011

Es ist wieder so weit, ein neues CaroloCup-Auto vom Team GalaXIs ist aus der Taufe gehoben: Orion, benannt wie auch schon seine Vorgänger nach den Armen der Milchstraße. Erste Skizzen machen deutlich, was geplant ist: Weg vom fahrenden Netbook hin zum Slim-Design!
Das Ergebnis kann sich sehen lassen. Zwar hat der CarreraGT einen leichten Touch in Richtung Cayenne, aber agressiv und schnell siehts trotzdem aus! Jetzt gilt es beim Cup die Erwarungen des Teams auch zu erfüllen.


Technische Daten

Antrieb: Allrad
Ø-Geschwindigkeit ohne Hindernisse (ohne Fehler): 7,1 km/h
Ø-Geschwindigkeit mit Hindernissen (ohne Fehler): 2,16 km/h
Einparkdauer (inkl. Anfahren der längsten Lücke): 6,3 s
Höchstgeschwindigkeit: 12 km/h
Wendekreis: 1m

Rechenleistung Blackfin BF537: ca. 500 MHz (2 Stück)
Verarbeitete Bilder: 66-70 pro Sekunde sowie 20-22 fps
Bildformat: 160x120 @ 8bit Graustufen sowie 320x240 @ 8bit

Sensoren: Ultraschall, Infrarot, Beschleunigung, Gierrate, Rotationsencoder, Hallsensor

Anforderungen

Die Aufgaben, die das Fahrzeug autonom erfüllen muss, sind wieder sehr ähnlich zu den vorherigen Jahren. Hauptsächlich sind drei Aufgaben zu bewältigen:

  1. Autonomes Fahren auf meiner markierten Fahrbahn, wobei alle drei Markierungen auf bis zu einem Meter unterbrochen sein können.
  2. Autonomes Fahren und dabei statischen und dynamischen Hindernissen ausweichen und an Kreuzungen halten. Außerdem muss an Kreuzungen Vorfahrt gewährt werden.
  3. Paralleles Einparken auf der rechten Fahrbahnseite.

Der Rundkurs mit Hindernissen ist die mit Abstand komplizierteste und aufwendigste Aufgabe, auf die sich unser Team besonders fixiert hat. Doch auch die Durchschnittsgeschwindigkeit zu steigern und das Fahrverhalten auf der Geraden zu stabilisieren waren prioritäre Ziele. Die eigentlichen Regeln haben sich nur marginal geändert.

Evolution

Primär ist Orion eine Weiterentwicklung des Modells des letzten Jahres. Wir haben aus den Fehlern seines Vorgängers Sagittarius gelernt und dementsprechend versucht diese Schwachpunkte zu eliminieren. Das Chassis, ein hochwertiges TF-5 von Kyosho, wurde weiterverwendet und gewissermaßen recycelt um Probleme bei der Straßenlage zu vermeiden. Der Zwei-Kamera-Ansatz, der letztes Jahr verworfen wurde, wurde dieses mal jedoch realisiert. Hauptgrund für diesen Schritt war die Reglementierung der Bauhöhe. Somit haben wir ein leistungsfähiges Kameramodul mit Weitwinkelobjektiv sowie eins ohne Weitwinkelvorsatz verbaut. Bei beiden Kameramodulen handelt es sich um dein OV7725 mit direkt angebundenen Blackfin BF537 (je 500MHz, 64kB RAM, 32MB Flash). Die unzureichende optische Wegmessung aus den Vorjahren wurde durch eine leistungsfähigere magnetische Lösung ersetzt, zudem ist eine Wegmessung per zweifacher Integration der vom neu verbauten Beschleunigungssensors gemessenen Längsbeschleunigung möglich. Verlässliche Sensoren wie die Ultraschall- und Infrarotsensoren sind wieder installiert. Der unzuverlässige Kompass wurde durch einen Gierratensensor ersetzt. Dieser ermöglicht außer der Messung der Orientierung des Wagens auf der Strecke zudem in Verbindung von Querbeschleunigung und Fahrzeuggeschwindigkeit eine Validierung von Kurvenradien und eine Überprüfung bezüglich der Umsetzung des Lenksignals. Die Sensorauswertung sowie die Steueraufgaben übernimmt ein eigens gestaltetes und geätztes Board mit ATmegas.

Software

Wie jedes Jahr verfolgen wir die Techniken des Extreme-Programmings, um schnell eine leistungsfähiges Modellfahrzeug zu konstruieren und programmieren. Unsere Erfahrung hat uns deutlich gezeigt, dass wichtiger Code von mindestens zwei Teammitgliedern gleichzeitig programmiert werden sollte. Eine radiale Entzerrung des Bildes ist diesmal der erste Schritt des Algorithmus, da wir ein Weitwinkelobjektiv verwendet haben, um das Sichtfeld des Fahrzeugs zu vergrößern. Danach folgt die Verwendung einer Homographie, die den Pixeln Realkoordinaten zuordnet. Linien- und Objekterkennung erfolgt durch intelligente Kantenextraktion mit einem Prewitt-Operator. Per CAN werden zudem erkannte Streckeninformationen aus der Kamera mit normalem Objektiv weitergeleitet. Die Strecke wird dann aus den zwei Teilbildern zusammengesetzt. Schon vorher bei der Extraktion werden Plausibilitätskontrollen durchgeführt, um Kanten als Linien und Objekte zu verifizieren. Anschließend folgt eine eigens entwickelte Szenarioanalyse. Das Auto überprüft mögliche Kombinationen von Spurmarkierungen auf ihre Wahrscheinlichkeit im aktuellen Bild. Anschließend wird die errechnete Sollposition des Fahrzeugs durch einen PID-Regler angesteuert. Der Algorithmus ist weitgehend weltvergesslich, er bewertet also jedes einzelne Bild völlig eigenständig und erinnert sich nicht an die Vergangenheit. Auch wenn dies Einschränkungen in der Plausibilitätskontrolle mit sich bringt, hat sich gezeigt dass diese Herangehensweise unter den Bedingungen des Wettbewerbs hinreichend ist. Vorteile sind die leichtere Wartbarkeit und ein deterministischeres Verhalten. Außerdem sind eventuelle Fehlentscheidungen nicht von Relevanz, da sie das Fahrzeug nur für einen Frame (17ms) beeinflussen. Um jedoch nicht immer von der Kameraerkennung abhängig zu sein wurde versucht eine Karte der anfangs unbekannten Strecke im Fahrzeug zu interlegen. Dies könnte insbesondere beim ersten Task, dem autonomen Fahren ohne Hindernisse, von Vorteil sein. Dynamische Hindernisse in Task zwei hingegen erfordern weiterhin eine Streckenerkennung und -überwachung.

Impressionen




Weitere Videos auf dem offiziellen Kanal des Carolo Cup's 2011


Einparktest Carolo Cup 2017

veröffentlicht am 12.02.2017 von Team GalaXIs

Der Einparktest kurz vor dem Carolo Cup 2017 zeigt unsere einzigartige Einparkstrategie, die sowohl die lenkbare Vorderachse als auch die lenkbare Hinterachse nutzt, um das Fahrzeug vorwärts in eine Parklücke zu manövrieren.

Dabei wird von der 3D Kamera überprüft, ob eine Parklücke groß genug ist und ob sie ggf. durch ein Hindernis versperrt ist.

Chronik: Sagittarius (2010)

veröffentlicht am 20.01.2017 von Team GalaXIs

In dem dritten Eintrag unserer Chronik-Reihe haben wir wieder einen Gewinner zu präsentieren. Sagittarius, der beim Carolo-Cup 2010 den ersten Platz belegen konnte.

Impressionen vom Carolo-Cup 2010

Nachdem der Twitter zum Cup 2009 so gut angenommen wurde, haben wir auch 2010 wieder live berichtet: Team GalaXIs - 2010 auf Twitter. Wieder einmal war das Klima unter den Teams beim Cup sehr gut. Neben unseren alten Freund-Konkurrenten vom Team CDLC aus Braunschweig hatten wir besonders auch mit Team Spatzenhirn aus Ulm, Team TUM Phoenix aus München und Team S.A.D.I. aus Zwickau viel Spaß.


Technische Daten

Antrieb: Allrad
?-Geschwindigkeit ohne Hindernisse (ohne Fehler): ca. 2,2m/s
?-Geschwindigkeit mit Hindernissen (ohne Fehler): ca. 1,1m/s

Rechenleistung Blackfin BF537: ca. 500 MHz
Verarbeitete Bilder: 60 pro Sekunde
Bildformat: 160x120 @ 8bit Graustufen

Anforderungen

Die Aufgaben, die das Fahrzeug autonom erfüllen muss, sind wieder sehr ähnlich zu den vorherigen Jahren. Hauptsächlich sind drei Aufgaben zu bewältigen:

  1. Autonomes Fahren auf meiner markierten Fahrbahn, wobei alle drei Markierungen auf bis zu einem Meter unterbrochen sein können.
  2. Autonomes Fahren und dabei statischen und dynamischen Hindernissen ausweichen und an Kreuzungen halten. Außerdem muss an Kreuzungen Vorfahrt gewährt werden.
  3. Paralleles Einparken auf der rechten Fahrbahnseite.

Unser Hauptaugenmerk lag deutlich auf der zweiten Aufgabe, dem Rundkurs mit Hindernissen. Dies ist die mit Abstand komplizierteste und aufwendigste Aufgabe.

Aus Fehlern gelernt

Das Wichtigste an Sagittarius ist, dass wir bei seiner Konstruktion aus den Fehlern seines Vorgängers Scutum-Crux gelernt haben. Das Chassis ist ein hochwertiges TF-5 von Kyosho, um Probleme bei der Straßenlage zu vermeiden. Der Zwei-Kamera-Ansatz wurde verworfen und stattdessen ein leistungsfähigeres Kameramodul mit Weitwinkelobjektiv verbaut: Das OV7725 Kameramodul mit einem direkt angebundenen Blackfin BF537 (500MHz, 64kB RAM, 32MB Flash). Die unzureichende optische Wegmessung aus den Vorjahren wurde durch eine lei­stungs­fähigere ma­gnetische Lö­sung er­setzt. Ver­lässliche Sen­soren wie unser Kom­pass und die Ultra­schall- und Infra­rot­sen­soren sind wieder in­stalliert. Sen­sor­aus­wertung und Steuer­aufgaben über­nimmt ein eigens ge­staltetes und ge­ätztes Board mit ATmegas.


Software

Wie jedes Jahr verfolgen wir die Techniken des Extreme-Programmings, um schnell eine leistungsfähiges Modellfahrzeug zu konstruieren und programmieren. Unsere Erfahrung hat uns deutlich gezeigt, dass wichtiger Code von mindestens zwei Teammitgliedern gleichzeitig programmiert werden sollte.
Eine radiale Entzerrung des Bildes ist diesmal der erste Schritt des Algorithmus, da wir ein Weitwinkelobjektiv verwendet haben, um das Sichtfeld des Fahrzeugs zu vergrößern. Danach folgt die Verwendung einer Homographie, die den Pixeln Realkoordinaten zuordnet. Linien- und Objekterkennung erfolgt durch intelligente Kantenextraktion mit einem Prewitt-Operator. Sofort bei der Extraktion werden Plausibilitätskontrollen durchgeführt, um Kanten als Linien und Objekte zu verifizieren. Anschließend folgt eine eigens entwickelte Szenarioanalyse. Das Auto überprüft mögliche Kombinationen von Spurmarkierungen auf ihre Wahrscheinlichkeit im aktuellen Bild. Anschließend wird die errechnete Sollposition des Fahrzeugs durch einen PID-Regler angesteuert.
Der Algorithmus ist weitgehend weltvergesslich, er bewertet also jedes einzelne Bild völlig eigenständig und erinnert sich nicht an die Vergangenheit. Auch wenn dies Einschränkungen in der Plausibilitätskontrolle mit sich bringt, hat sich gezeigt dass diese Herangehensweise unter den Bedingungen des Wettbewerbs hinreichend ist. Vorteile sind die leichtere Wartbarkeit und ein deterministischeres Verhalten. Außerdem sind eventuelle Fehlentscheidungen nicht von Relevanz, da sie das Fahrzeug nur für einen Frame (17ms) beeinflussen.

Lines of Code: (Delta zu 2009 / 2008)
Gesamt: 15057 (+50% / +100%)
Code: 10336 (+57% / +93%)
Kommentar: 4721 (+36% / + 117%)



Team GalaXIs im Uni DAS Blog

veröffentlicht am 10.01.2017 von Team GalaXIs

Das Team GalaXIs durfte einen Gastbeitrag für den Uni DAS Blog verfassen.
Der Artikel ist unter:
http://www.uni-das.de/blog/35-carolo-cup-autonomes-fahren-wird-wirklichkeit abrufbar.

Chronik: Scutum Crux (2009)

veröffentlicht am 30.12.2016 von Team GalaXIs

In dem zweiten Beitrag unserer Chronik wollen wir den Zweitplatzierten des Carolo-Cup's 2009 vorstellen: Scrutum Crux.

Scrutum Crux Teaser


Anforderungen für 2009

Die Anforderungen, die beim Carolo-Cup 2009 an die teilnehmenden Autos gestellt wurden, sind ähnlich zu denen von 2008, jedoch in einigen Punkten verschärft. Nach wie vor gab es die drei dynamischen Disziplinen
  1. Paralleles Einparken
  2. Folgen einer markierten Fahrbahn
  3. Folgen einer markierten Fahrstrecke mit statischen Hindernissen, denen ausgewichen werden muss

Für das Einparken wurden keine Regeländerungen vorgenommen, außer dass mit 20 cm ein geringerer Radstand als 2008 erlaubt war, was das Einparken in kleinere Parklücken vereinfachte.
Die anderen dynamischen Disziplinen sahen Unterbrechungen der Linien vor, wobei auf bis zu 82 cm bis zu zwei der drei Linien unterbrochen sein konnten.
Beim Ausweichen war es 2009 zusätzlich möglich, dass Kreuzungen auftauchen, welche eine Haupt- und eine Nebenstraße kreuzen, wobei es an der Haltelinie der Nebenstraße für 2 Sekunden anzuhalten galt. An der Startlinie jedoch musste nicht angehalten werden, da das Rennen diesmal nicht nach Runden, sondern auf Zeit ging.

Scrutum-Crux, der neue Norma

Scutum-Crux versucht die erfolgreichen Techniken, die bei Norma eingesetzt wurden, zu übernehmen und gleichzeitig mit neuen Ideen zu kombinieren, um die erschwerten Aufgaben zu lösen.
Das Auto für 2009 basiert nur auf Mikrocontroller-Technik, jedoch mit der doppelten Rechenleistung von Norma. Bewusst verzichteten wir wieder auf den Einsatz eines komplexeren Systems mit Betriebssystem um die möglichen Fehlerquellen gering zu halten und Gewicht, Energie und Kosten zu sparen. Das Bottom-Up Prinzip der Soft­ware­entwick­lung hatte sich bewährt und wurde wieder eingesetzt.
Scutum-Crux erfüllt die neuen Min­dest­anfor­derungen der Außen­bemaßung und besitzt genau wie Norma einen Kameraturm, der eine Sicht mit kleinst­möglicher Ver­zerrung liefert. Scutum-Crux ist mit mehr Sensoren ausgestattet als Norma. Hierzu gehört eine zweite Kamera und das Kompass-Modul zum Einparken.

Technische Daten

Antrieb: Vorderrad
Maximalgeschwindigkeit: ca. 30km/h
Minimaler Wendekreis: ca. 90 cm

Rechenleistung 2xARM7: je 60 MHz
Verarbeitete Bilder: 25 pro Sek.
Bildformat: 88x72 @ 24bit RGB

Software

Die Softwareentwicklung fand diesmal mit verstärkter Kapselung statt, welche 2008 fehlte. Die angewandten Algorithmen wurden verbessert, während die Bildrate gehalten werden konnte. Scutum-Crux verfügt über einen Homographie-basierten Ansatz der Koordinatentransformation, welcher eine Zuordnung von Bildpunkten zu realen Abständen ermöglicht. Einfache P-Regler wurden durch anspruchsvollere Regelalgorithmen ersetzt. Die Daten der neuartigen Sensoren werden sowohl bei der Spurführung als auch beim Einparken verwendet und in die Berechnung integriert. Scutum-Crux führt beim Einparken im Gegensatz zu Norma eine verbesserte Nachkorrektur der Endposition durch. Ein größerer Blickwinkel durch die zweite Kamera ermöglicht es mit lückenhaften Linien zurecht zu kommen und Kreuzungen rechtzeitig zu identifizieren. 

Lines of Code: (Veränderung zum Vorjahr)
Gesamt: 10064 (+33,4%)
Code: 6596 (+22,9%)
Kommentar: 3469 (+59,5%)

Neue Regeln, neue Strecke

veröffentlicht am 12.12.2016 von Team GalaXIs

Die Veranstalter des Carolo Cup haben in diesem Jahr umfangreiche Regeländerungen veröffentlicht. Neu wurde eine erweiterte Leistungsklasse eingeführt, bei denen das Landstraßen Szenario bei denen "lediglich" auf statische und dynamische (sich bewegende) Hindernisse geachtet werden musste.
Bei dieser neuen Klasse, bei der das Team GalaXIs antreten wird, ist nun neben den statischen und dynamischen Hindernissen mit einer Vielzahl an neuen Hindernissen und realistischen Verkehrsszenarien zu rechnen:
  1. Geschwindigkeitsbegrenzungen
  2. Zebrastreifen
  3. Überholverbote
  4. Kreuzungen mit vorgegebener Fahrtrichtung
  5. Einmündungen
  6. Variable Spurbreite
  7. Verschiedene Formen der Fahrbahn-Mittelmarkierung
Viele dieser besonderen Szenerien werden von Schildern angekündigt. Eine gut funktionierende Schildererkennung ist also das A und O für einen erfolgreichen Auftritt in der erweiterten Leistungsklasse.

Um uns auf diese neuen Regeln einstellen zu können und unsere Software testen zu können, haben wir uns entschieden unsere Hausstrecke neu zu kleben, so dass wir möglichst alle Szenarien direkt vor unserem Büro trainieren können

Chronik: Norma (2008)

veröffentlicht am 04.12.2016 von Team GalaXIs

In unser regelmäßig erscheinenden Serie werden wir jeweils eines unserer alten Fahrzeuge darstellen. Beginnen wollen wir selbstverständlich mit dem ersten Fahrzeug, welches vom Team GalaXIs an den Carolo-Cup geschickt worden ist: Norma. Norma konnte beim ersten Carolo Cup 2008 den ersten Platz belegen.

Entstehung

Norma war das erste autonome Auto, dass das Team GalaXIs für den Carolo Cup 2008 entworfen und gebaut hat. Der Aufbau begann im November 2007 und forderte das Team in allen Disziplinen. Bis zum Wettbewerb im Febrauar 2008 war nicht viel Zeit, weshalb stark parallelisierte Entwicklung gefragt war, die im Bottom-Up Stil stattfand. Nachdem das Konzept feststand und das Chassis sowie der Haupt-Microcontroller gekauft waren, wurde das Bottom-Up Aufgaben­netz erstellt, welches vorsah zunächst die Ansteuerung der Fahr­zeug-Elek­tronik, das Lesen der Sensor­daten und eine einfache Bild­verar­beitung zu imple­mentieren.
Nachdem diese Schritte abge­schlossen waren, konnte mit den weiterführenden Konzepten aufgebaut werden. Vom ersten einfachen Folgen der Linie bis zur richtigen Spurführung und dem autonomen Einparken und Ausweichen dauerte es ca. 2 Monate.

Norma parkt ein


Hardware Architektur

Das Modellauto für den Carolo-Cup 2008 wurde auf Basis eines Tamiya TT-01 Chassis entworfen, auf welchem ein Turmstativ für einen bestmöglichen Sichtbereich der Kamera montiert wurde. Die verwendete Kamera bildet zusammen mit dem bildverarbeitenden Microcontroller ein Fertigmodul, die CMUcam3, welche in C frei programmiert werden kann. Ein zweiter Microcontroller (ATmega 128) übernimmt das Einlesen und Auswerten von Sensordaten, welche dann in einem festen Protokoll per RS232 Schnittstelle an den ARM7TDMI Prozessor der CMUcam übertragen werden.
Als Sensoren wurden 3 Ultra­schall­sensoren (SRF08), 2 Opto­koppler mit selbst­gebauten Rad­encoder­scheiben und 1 Infrarot­sensor ver­wendet. Die Ultra­schall­sensoren sind per I2C Bus mit dem ATmega128 verbunden und werden so abgefragt, dass keine Interferenzen entstehen können. Die Impulse der Refexionslichtschranken werden per Interrupts gemessen und der IR-Abstandssensor von Sharp ist direkt mit einem A/D-Wandler Eingang verbunden.

Anforderungen an Norma

Im Rahmen des Carolo-Cups 2008, für den Norma konstruiert wurde, galt es drei unterschiedliche Aufgaben zu bewältigen:

  1. Paralleles Einparken
  2. Folgen einer markierten Fahrbahn
  3. Folgen einer markierten Fahrstrecke mit statischen Hindernissen, denen ausgewichen werden muss

Beim parallelen Einparken musste das Fahrzeug auf einer geraden Straße entlangfahren, nach einer passenden Parklücke suchen und dort einparken ohne die Hindernisse (weiße Kartons) zu berühren. Nach dem Einparkvorgang musste das Auto mit höchstens 5° Abweichung gerade in der Lücke stehen.
Die Rundstrecke stellte eine Nachahmung einer kurvigen Landstraße dar. Die Autos mussten dabei drei Runden in möglichst kurzer Zeit absolvieren, wobei das Auto die markierte Straße nicht verlassen durfte. Ein mit Punkt­strafe ver­bundener Notfall­fern­steuerungs­modus ermöglichte jedoch das manuelle Zurückführen auf die Strecke, im Falle eines Versagens.
Bei der dritten Disziplin "Rund­strecke mit Hinder­nissen" wurden zusätz­lich Hinder­nisse (weiße Kartons) auf der eigenen und der Gegenspur verteilt, sodass ein Ausweichen unter Einsatz von Blinkern notwendig war. Auch hier durften die Hindernisse selbstverständlich nicht berührt werden.
Als Grundlage der Bewertung aller Disziplinen, diente die zum Lösen der Aufgabe benötigte Zeit.

Technische Daten

Antrieb: Allrad
Maximalgeschwindigkeit: ca. 30km/h
Maximum bei Spurführung: ca. 8km/h
Minimaler Wendekreis: ca. 140 cm

Genutze Ultraschallreichweite: ca. 2m
Reichtweite Infrarotsensor: ca. 50cm
Bildsensor: OV6620 (352x288 Pixel Bayer)

Rechenleistung ATmega128: 16 MHz
Sensorendatenrate: 50 pro Sek.
Rechenleistung ARM7: ca. 60 MHz
Verarbeitete Bilder: 20-25 pro Sek.
Bildformat: 88x72 @ 24bit RGB

Software

Die Software für den ATmega128 als auch für die CMUcam wurde komplett in C geschrieben. Für die CMUcam wird eine Bibliothek mitgeliefert, die einen einfachen Zugriff auf die im Hardware-FIFO gespeicherten Bilddaten ermöglicht. Die Bibliothek stellt auch diverse andere Bildver­arbeitungs­funk­tionen zur Ver­fügung, welche aber aus Ge­schwin­digkeits­gründen nicht genutzt wurden. Stattdessen wird ein nur 88 mal 72 Pixel großes 24bit RGB Bild verarbeitet, um die zur flüssigen Regelung nötigen 20 bis 25 Bilder pro Sekunde zu erreichen. Auch dieses Bild wird nicht komplett verarbeitet. Es finden Scans in mehreren Clustern von jeweils 3 Bildzeilen statt, welche eine Mehrheits­entschei­dung und Kon­sistenz­prüfung mö­glich machen. Plausi­bilitäts- und Kon­sis­tenz­prü­fungen standen bei allen berechneten Werten im Vordergrund und machen die Spurführung von Norma hochgradig robust.

Lines of Code:
Gesamt: 7543
Code: 5368
Kommentar: 2175

Pressespiegel

veröffentlicht am 02.12.2016 von Team GalaXIs

Beim Überarbeiten der Website hat sich die Struktur geändert und die alte Mediathek ist weggefallen. Wir wollen dies mit dem Blog und den anderen Plattformen wie YouTube und Facebook umgestalten.

Der Vollständigkeit halber allerdings hier noch einmal die Auflistung der alten Mediathek.

Fernsehbeiträge

  • Center TV Aachen Regiozeit (04.03.10): Interview mit Yves Duhr, Philipp Fischer, Julian Krenge und Matthias May. Oben zu sehen, Link zum Video
  • WDR Lokalzeit aus Aachen (07.03.08): Augen zu im Straßenverkehr. Mit Yves Duhr, Julian Krenge und Hugues Tchouankem. DivX-Format (12,6 MB)

Radioberichte

  • 1Live (06.03.08): Bericht und Interview mit Philipp Fischer und Julian Krenge. mp3 (2,46 MB)
  • 100'5 Das Hitradio (05.03.08): Bericht und Telefoninterview mit Philipp Fischer. mp3 (1,95 MB)

Pressemeldungen vom Cup 2010

  • RWTHinsight (01/2010): RWTH-Team holt wieder den Siegertitel. PDF (149 kB)
  • ATZ online (26.02.10): Aachener Team GalaXIs gewinnen den Carolo-Cup 2010. PDF (54 kB)
  • Euregio Aktuell (26.02.10): Aachen: RWTH-Studierende holen den Carolo-Cup 2010. PDF (158 kB)
  • RWTH Aachen (25.02.10): RWTH-Studierende holen den Carolo-Cup 2010. PDF (70 kB)
  • Universität Ulm (24.02.10): Lust und Frust beim Carolo-Cup. PDF (76 kB)
  • Lehrstuhl für Informatik 11 an der RWTH Aachen (23.02.10): Sieg beim Carolo-Cup 2010. PDF (475 kB)
  • Haus der Wissenschaft Blog (12.02.10): Modellautos, die einparken und Verkehrsregeln beachten können ? und das ganz ohne Fernsteuerung?! PDF (105 kB)
  • newsclick.de (12.02.10): Roboterauto Carolinchen nur am Ende verwirrt. PDF (51 kB)
  • TU Braunschweig (10.02.10): Der schwarze Flitzer ?GalaXIs? aus Aachen gewinnt. PDF (257 kB)
  • Bild.de (09.02.10): Studenten-Wettbewerb mit Mini-Flitzern. PDF (49 kB)
  • newsclick.de (03.02.10): Carolinchen blickt noch besser durch. PDF (62 kB)

Pressemeldungen vom Cup 2009

  • Super Sonntag (03.05.09): "Scutum-Crux" fährt ganz allein. JPG (688 kB)
  • IT-Region 38 (22.02.09): Junge IT auf vier Rädern. PDF (66 kB)
  • Neue Braunschweiger (11.02.09): Dieses Auto lenkt sich selbst. PDF (48 kB)
  • Auto & Motor Techniek (04.02.09): Wedstrijd voor modelauto?s zonder menselijke besturing. PDF (114 kB)
  • heise online (31.01.09): Wettfahrt für autonome Miniatur-Autos. PDF (99 kB)

Pressemeldungen vom Cup 2008

  • Aachener Nachrichten (06.03.08): Klarer Auswärtssieg für junges Studententeam der RWTH. PDF (259 kB)
  • Campus Life (06.03.08): Studententeam gewinnt bundesweiten Wettbewerb. PDF (16 kB)
  • Fachgruppe Informatik der RWTH Aachen (06.03.08): Studenten-Team von i11 gewinnt Carolo-Cup. PDF (18 kB)
  • 100'5 Das Hitradio (05.03.08): "Intelligentes" Modellauto von RWTH-Studenten macht den 1. Platz. PDF (160 kB)
  • ATZ online (22.02.08): "Beachtliche wissenschaftliche Leistungen" beim Carolo-Cup 2008. PDF (102 kB)
  • Lehrstuhl für Informatik XI der RWTH Aachen (18.02.08): Studenten-Team von i11 gewinnt Carolo-Cup. PDF (29 kB)
  • Braunschweiger Zeitung online (14.02.08): Kameras weisen Roboter-Autos den Weg. PDF (137 kB)
  • Carolo-Cup Webseite (14.02.08): Team GalaXIs aus Aachen gewinnt Carolo Cup. PDF (100 kB)
  • Aachener Nachrichten online (05.02.08): Klarer Auswärtssieg für junges Studententeam der RWTH. PDF (30 kB)